Sau khi ủ, chuẩn hóa, làm nguội, ủ và xử lý nhiệt biến đổi bề mặt, quá trình rèn có thể tạo ra biến dạng xử lý nhiệt.

Nguyên nhân sâu xa của sự biến dạng là do ứng suất bên trong của vật rèn trong quá trình xử lý nhiệt, tức là ứng suất bên trong của vật rèn sau khi xử lý nhiệt vẫn còn do sự chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài và sự khác biệt trong quá trình biến đổi cấu trúc.

Khi ứng suất này vượt quá điểm chảy của thép tại một thời điểm nhất định trong quá trình xử lý nhiệt, nó sẽ gây ra biến dạng khi rèn.

Ứng suất bên trong sinh ra trong quá trình xử lý nhiệt bao gồm ứng suất nhiệt và ứng suất thay đổi pha.

1. Ứng suất nhiệt
Khi vật rèn được làm nóng và làm nguội, kèm theo hiện tượng giãn nở nhiệt và co lại lạnh. Khi bề mặt và lõi của vật rèn được làm nóng hoặc làm nguội ở các tốc độ khác nhau, dẫn đến chênh lệch nhiệt độ, sự giãn nở hoặc co lại của thể tích cũng khác với bề mặt và lõi. Ứng suất bên trong gây ra bởi sự thay đổi thể tích khác nhau do chênh lệch nhiệt độ được gọi là ứng suất nhiệt.
Trong quá trình xử lý nhiệt, ứng suất nhiệt của vật rèn chủ yếu biểu hiện như sau: khi vật rèn được nung nóng, nhiệt độ bề mặt tăng nhanh hơn lõi, nhiệt độ bề mặt cao và giãn nở, nhiệt độ lõi thấp và không giãn nở. , lúc này là ứng suất nén bề mặt và ứng suất căng lõi.
Sau khi điện nhiệt, nhiệt độ lõi tăng lên và quá trình rèn nở ra. Tại thời điểm này, quá trình rèn cho thấy sự mở rộng về khối lượng.
Làm nguội phôi, bề mặt nguội nhanh hơn lõi, co ngót bề mặt, nhiệt độ tâm cao để chống co ngót, ứng suất kéo trên bề mặt, tim sinh ra ứng suất nén, khi nguội đến một nhiệt độ nhất định, bề mặt đã nguội không còn co lại, và sự nguội đi của lõi xảy ra do sự co lại liên tục, bề mặt chịu ứng suất nén, trong khi tâm của ứng suất kéo, ứng suất ở cuối quá trình nguội vẫn tồn tại trong vật rèn và gọi là ứng suất dư.

2. Ứng suất thay đổi pha

Trong quá trình xử lý nhiệt, khối lượng và thể tích của vật rèn phải thay đổi vì khối lượng và thể tích của các cấu trúc khác nhau là khác nhau.
Do sự chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt và lõi rèn, sự biến đổi mô giữa bề mặt và lõi không kịp thời, do đó ứng suất bên trong sẽ được tạo ra khi khối lượng và thể tích bên trong và bên ngoài thay đổi khác nhau.
Loại căng thẳng bên trong này gây ra bởi sự khác biệt trong chuyển đổi mô được gọi là căng thẳng thay đổi pha.

Khối lượng của các cấu trúc cơ bản trong thép tăng lên theo thứ tự austenit, ngọc trai, sostenitic, troostite, hypobainite, martensite tôi luyện và martensite.
Ví dụ, khi quá trình rèn được làm nguội và làm nguội nhanh, lớp bề mặt được chuyển từ austenite thành martensite và thể tích được giãn nở, nhưng tâm vẫn ở trạng thái austenite, ngăn cản sự giãn nở của lớp bề mặt. Kết quả là, tâm của vật rèn chịu ứng suất kéo, trong khi lớp bề mặt chịu ứng suất nén.
Khi tiếp tục nguội, nhiệt độ bề mặt giảm xuống và không giãn nở nữa, nhưng thể tích của tim vẫn tiếp tục phồng lên khi chuyển sang martensite nên bị bề mặt ngăn cản nên tim phải chịu ứng suất nén, và bề mặt chịu ứng suất kéo.
Sau khi làm nguội nút thắt, ứng suất này sẽ tồn tại bên trong vật rèn và trở thành ứng suất dư.

Do đó, trong quá trình làm nguội và làm nguội, ứng suất nhiệt và ứng suất thay đổi pha trái ngược nhau, và hai ứng suất còn lại trong quá trình rèn cũng trái ngược nhau.
Ứng suất tổng hợp của ứng suất nhiệt và ứng suất thay đổi pha được gọi là ứng suất bên trong dập tắt.
Khi ứng suất dư bên trong quá trình rèn vượt quá điểm chảy của thép, phôi sẽ tạo ra biến dạng dẻo, dẫn đến biến dạng rèn.

（từ:168 lưới rèn）